FR2836992A1 - Measurement of the thickness of a thin film deposited on a tape with a surface that emits electrons in response to UV excitation, whereby the electron current intensity is measured and compared to calibration values - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un procédé de mesure en continu de l'épaisseur d'un film mince déposé sur une surface photoémissive UV en défilement, comme par exemple une bande métallique, par une méthode photoélectronique UV non destructive, et une installation adaptée à la mise en oeuvre de ce procédé. The present invention relates to a continuous measurement method of the thickness of a thin film deposited on a UV photoemissive surface in movement, such as for example a metal strip, by a non-destructive UV photoelectronic method, and an installation suitable for placing implementing this process.
Une surface est dite photoémissive UV lorsque le matériau qui la constitue possède une fonction de travail photoélectronique inférieure à 6,7 eV. Ce type de matériau est connu dans l'état de la technique. A surface is said to be UV photoemissive when the material which constitutes it has a photoelectronic working function of less than 6.7 eV. This type of material is known in the state of the art.
Généralement pour réaliser en ligne des mesures d'épaisseur de revêtements transparents aux rayonnements sur des bandes métalliques, on utilise des techniques infrarouges. Ces techniques fournissent des mesures correctes de l'épaisseur dès lors qu'on cherche à mesurer des revêtements dont le grammage est élevé, par exemple de l'ordre de 1000 mg/m2 dans le cas d'un film d'huile. En effet, la transmission infrarouge TIR d'un revêtement dépend à la fois de l'épaisseur e de ce revêtement et du coefficient d'absorption spécifique K du matériau constituant le revêtement, qui sont liés par la relation suivante TIR = exp. Ces techniques infrarouges impliquent que l'absorption du revêtement soit suffisante pour assurer une bonne sensibilité de la mesure. Ainsi, dès que le grammage du revêtement diminue, ces techniques ne sont plus assez sensibles et on ne peut pas les utiliser pour mesurer de fines épaisseurs. Generally, to carry out online measurements of the thickness of coatings transparent to radiation on metal strips, infrared techniques are used. These techniques provide correct thickness measurements when it is sought to measure coatings with a high grammage, for example of the order of 1000 mg / m2 in the case of an oil film. In fact, the infrared transmission TIR of a coating depends both on the thickness e of this coating and on the specific absorption coefficient K of the material constituting the coating, which are linked by the following relationship TIR = exp. These infrared techniques imply that the absorption of the coating is sufficient to ensure good sensitivity of the measurement. Thus, as soon as the grammage of the coating decreases, these techniques are no longer sensitive enough and cannot be used to measure thin thicknesses.
Pour mesurer l'épaisseur d'un film très mince sur une bande métallique, on est contraint de procéder à des contrôles destructifs qui nécessitent de prélever des échantillons de la bande revêtue de manière à les analyser par des techniques classiques de laboratoire, telle que le dosage ou la chromatographie en phase gazeuse. To measure the thickness of a very thin film on a metal strip, one is forced to carry out destructive checks which require taking samples from the coated strip so as to analyze them by conventional laboratory techniques, such as assay or gas chromatography.
Il est également connu de mesurer des films de très fine épaisseur déposés sur des bandes métalliques par une technique non destructive utilisant le principe de l'émission photoélectronique par excitation UV. Cette technique permet de mesurer des films dont le grammage est faible, par exemple inférieur à 50 mg/m2 dans le cas de l'huile, et inférieur à 12 mg/m2 dans le cas de l'hydroxysulfate. Cependant il s'agit d'une méthode de mesure réservée au laboratoire. En effet, en laboratoire, les mesures sont effectuées It is also known to measure very thin films deposited on metal strips by a non-destructive technique using the principle of photoelectronic emission by UV excitation. This technique makes it possible to measure films whose grammage is low, for example less than 50 mg / m2 in the case of oil, and less than 12 mg / m2 in the case of hydroxysulfate. However, this is a measurement method reserved for the laboratory. In fact, in the laboratory, the measurements are made
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sur des bandes immobiles, et les essais de l'utilisation de cette technique en ligne sur des bandes défilant en continu n'ont pas donné satisfaction. on stationary tapes, and attempts to use this technique online on continuously moving tapes have not been successful.
La présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation pour mesurer en ligne des revêtements très minces, c'est à dire des revêtements dont le grammage est généralement inférieur à 50 mg/m2, par une méthode non destructive. The present invention aims to provide a method and an installation for online measurement of very thin coatings, that is to say coatings whose grammage is generally less than 50 mg / m2, by a non-destructive method.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mesure en continu de l'épaisseur d'un film mince d'un composé déposé sur une bande ou une plaque à surface photoémissive UV en cours de défilement, selon lequel : - on dispose une tête de mesure à émission électronique par excitation UV au-dessus de la bande ou plaque, ladite tête de mesure étant séparée de ladite bande ou plaque par une couche gazeuse, - on crée un écoulement de la couche gazeuse de la zone comprise entre la tête de mesure et la bande ou plaque, - on maintient la tête de mesure et la bande ou plaque à une distance constante, - on illumine la surface de la bande ou plaque, à l'aide de la tête de mesure, par une lumière UV avec une longueur d'onde adaptée pour que ladite surface émette des électrons, - on capte les électrons émis par la surface à l'aide de la tête de mesure, - on mesure l'intensité de l'émission des électrons captés, - et on détermine l'épaisseur du film en comparant l'intensité mesurée avec l'intensité d'échantillons préalablement étalonnés. To this end, the subject of the invention is a process for continuously measuring the thickness of a thin film of a compound deposited on a strip or a plate with a UV photoemissive surface during scrolling, according to which: has a measurement head with electronic emission by UV excitation above the strip or plate, said measurement head being separated from said strip or plate by a gaseous layer, - a flow of the gaseous layer is created in the zone between the measuring head and the strip or plate, - the measuring head and the strip or plate are kept at a constant distance, - the surface of the strip or plate is illuminated, using the measuring head, by a UV light with a wavelength suitable for said surface to emit electrons, - the electrons emitted by the surface are captured using the measuring head, - the intensity of the emission of the captured electrons is measured, - and we determine the thickness of the film by comparing nt the intensity measured with the intensity of samples previously calibrated.
Le procédé selon l'invention peut également présenter les caractéristiques suivantes. The method according to the invention can also have the following characteristics.
- on engendre un écoulement laminaire de ladite couche gazeuse en soufflant une lame de gaz dans le sens de défilement de la bande ou plaque, - le soufflage de la lame de gaz est adapté de manière à rendre l'écoulement du gaz entre la bande ou plaque et la tête de mesure indépendant des variations de vitesse de la bande ou plaque en défilement. a laminar flow of said gaseous layer is generated by blowing a gas slide in the direction of travel of the strip or plate, the blowing of the gas slide is adapted so as to make the flow of gas between the strip or plate and measuring head independent of the speed variations of the strip or moving plate.
- on souffle une lame de gaz à une pression relative comprise entre 0,2 et 1 bar, - a gas slide is blown at a relative pressure of between 0.2 and 1 bar,
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- le gaz soufflé est de l'air ou de l'azote, - le maintien de la tête de mesure et de la bande ou plaque à une distance constante est réalisé par au moins deux détecteurs de distance, - la bande ou plaque est une bande ou une plaque d'acier. - the blown gas is air or nitrogen, - the measurement head and the strip or plate are kept at a constant distance by at least two distance detectors, - the strip or plate is a steel strip or plate.
L'invention a également pour objet un procédé de régulation en temps réel de l'épaisseur du film mince déposé sur la bande ou plaque selon lequel on mesure l'épaisseur dudit film à l'aide du procédé précédent, et on adapte la quantité du composé à déposer de façon à ce que l'épaisseur du film soit constante. The subject of the invention is also a method of real-time regulation of the thickness of the thin film deposited on the strip or plate according to which the thickness of said film is measured using the preceding method, and the quantity of the compound to be deposited so that the film thickness is constant.
L'invention a également pour objet une installation de mesure par photoémission UV de l'épaisseur d'un film mince revêtant la surface photoémissive d'une bande ou plaque en défilement, du type comprenant une tête de mesure à émission électronique par excitation UV comportant une lampe UV et un capteur, selon laquelle elle comporte en outre des moyens pour créer un écoulement de la couche gazeuse de la zone comprise entre ladite tête de mesure et la bande ou plaque, et des moyens pour maintenir la tête de mesure et la bande ou plaque à une distance constante
L'installation selon l'invention peut également présenter les caractéristiques suivantes : - les moyens pour créer l'écoulement de la couche gazeuse comportent un dispositif de soufflage d'une lame de gaz parallèle à la face inférieure de la tête de mesure destinée à être mise en regard de la bande ou plaque, - les moyens assurant le maintien de la tête de mesure et de la bande ou plaque en défilement à une distance constante comprennent au moins deux détecteurs de distance. The subject of the invention is also an installation for measuring by UV photoemission the thickness of a thin film coating the photoemissive surface of a moving strip or plate, of the type comprising a measurement head with electronic emission by UV excitation comprising a UV lamp and a sensor, according to which it further comprises means for creating a flow of the gaseous layer of the area between said measuring head and the strip or plate, and means for holding the measuring head and the strip or plate at a constant distance
The installation according to the invention can also have the following characteristics: - the means for creating the flow of the gaseous layer comprise a device for blowing a gas plate parallel to the underside of the measuring head intended to be bringing the strip or plate opposite, - the means ensuring that the measuring head and the strip or plate are kept at a constant distance comprise at least two distance detectors.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non
limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique de côté d'une installation de mesure par photoémission UV de l'épaisseur d'un film mince déposé sur une surface photoémissive UV, conforme à l'invention, The characteristics and advantages of the present invention will become more apparent from the description which follows, given by way of example
limiting, with reference to the appended figures in which: - Figure 1 is a schematic side view of an installation for measuring by UV photoemission the thickness of a thin film deposited on a UV photoemissive surface, according to the invention ,
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- la figure 2 est une vue schématique de face de l'installation de la figure 1 disposée en regard de la surface photoémissive revêtue du film, conforme à l'invention, - la figure 3 montre la variation de l'intensité de l'émission des électrons lorsqu'on irradie par UV une bande d'acier revêtue d'un film mince d'huile et qu'on ne crée pas d'écoulement de la couche gazeuse de la zone de mesure, en fonction de la vitesse de défilement de la bande, - les figures 4 et 5 montrent la variation de l'intensité de l'émission des électrons lorsqu'on irradie par UV une bande d'acier revêtue d'un film mince d'huile et qu'on crée un écoulement de la couche gazeuse de la zone de mesure, en fonction de la vitesse de défilement de la bande, - la figure 6 représente l'évolution de l'intensité de l'émission des électrons lorsqu'on irradie par UV une bande d'acier revêtue d'un film mince d'huile et qu'on fait varier la distance entre la tête de mesure à émission électronique par excitation UV et la bande
Quand une surface photoémissive UV est illuminée par une lumière UV avec une longueur d'onde adaptée, elle émet des électrons Le procédé selon lequel les photons UV interagissent avec une surface photoémissive UV pour générer des électrons est appelé émission électronique par excitation UV ou encore émission photoélectronique UV. Les électrons émis par la surface sont collectés par un capteur qui mesure l'intensité d'émission des électrons captés En maintenant la distance entre le capteur et la surface photoémissive UV constante, les variations de la mesure de l'intensité de l'émission des électrons peuvent fournir des informations sur la surface. En effet, un film mince déposé sur la surface photoémissive UV est susceptible de s'opposer au passage des électrons, jouant ainsi le rôle d'une résistance, ce qui a pour effet de diminuer la valeur de l'intensité mesurée par le capteur. En conséquence, plus le film est épais, plus la résistance est élevée, et plus le signal représentatif de l'intensité mesurée sera faible. 1
Pour déterminer l'épaisseur du film d'un composé donné, on compare le signal obtenu, à conditions de mesure équivalentes, avec le signal d'échantillons préalablement étalonnés du même composé. - Figure 2 is a schematic front view of the installation of Figure 1 arranged opposite the photoemissive surface coated with the film, according to the invention, - Figure 3 shows the variation of the intensity of the emission electrons when a steel strip coated with a thin film of oil is irradiated by UV and no flow of the gaseous layer from the measurement zone is created, as a function of the running speed of the strip, - Figures 4 and 5 show the variation in the intensity of the emission of electrons when a steel strip coated with a thin film of oil is irradiated by UV and a flow of the gaseous layer of the measurement zone, as a function of the speed of travel of the strip, - FIG. 6 represents the evolution of the intensity of the emission of electrons when a coated steel strip is irradiated by UV of a thin film of oil and that the distance between the electronic emission measuring head p is varied ar UV excitation and the strip
When a UV photoemissive surface is illuminated by UV light with a suitable wavelength, it emits electrons The process by which UV photons interact with a UV photoemissive surface to generate electrons is called electron emission by UV excitation or emission UV photoelectronics. The electrons emitted by the surface are collected by a sensor which measures the intensity of emission of the captured electrons. By keeping the distance between the sensor and the UV photoemissive surface constant, the variations in the measurement of the intensity of the emission of electrons can provide information about the surface. Indeed, a thin film deposited on the UV photoemissive surface is capable of opposing the passage of electrons, thus playing the role of a resistance, which has the effect of reducing the value of the intensity measured by the sensor. Consequently, the thicker the film, the higher the resistance, and the weaker the signal representative of the measured intensity. 1
To determine the film thickness of a given compound, the signal obtained is compared, under equivalent measurement conditions, with the signal of previously calibrated samples of the same compound.
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La présente invention s'applique aux substrats dont la surface est photoémissive UV et sur laquelle on a déposée une très fine couche d'un film d'un composé susceptible de s'opposer au passage des électrons émis par la surface photoémissive UV lorsqu'on l'excite avec des UV. The present invention is applicable to substrates whose surface is UV photoemissive and on which a very thin layer of a film of a compound capable of opposing the passage of electrons emitted by the UV photoemissive surface has been deposited when excites it with UV.
A titre d'exemple de composés susceptibles de s'opposer au passage des électrons, on peut citer les huiles, les revêtements organiques, les oxydes. By way of example of compounds capable of opposing the passage of electrons, mention may be made of oils, organic coatings, oxides.
A titre d'exemple non limitatif de substrats dont la surface est photoémissive UV on peut citer les plaques, bandes ou feuilles de métal tel que l'acier, l'aluminium, le magnésium ou le cuivre revêtues ou non d'une couche de métal tels que le zinc, l'aluminium, le nickel ou leurs alliages. By way of nonlimiting example of substrates whose surface is UV photoemissive, mention may be made of metal plates, strips or sheets such as steel, aluminum, magnesium or copper coated or not with a layer of metal. such as zinc, aluminum, nickel or their alloys.
L'invention peut être utilisée non seulement pour mesurer l'épaisseur du film déposé, mais aussi pour contrôler la propreté de la surface après l'avoir débarrassée du film, par exemple lorsqu'on cherche à vérifier qu'une surface huilée a été bien dégraissée. The invention can be used not only to measure the thickness of the film deposited, but also to control the cleanliness of the surface after having removed the film, for example when trying to verify that an oiled surface has been well degreased.
L'installation des figures 1 et 2 est destinée à mesurer par photoémission UV l'épaisseur d'un film 1 déposé sur une bande 2 dont la surface est photoémissive UV comme par exemple une bande métallique, la bande étant en cours de défilement dans le sens de la flèche. The installation in FIGS. 1 and 2 is intended to measure by UV photoemission the thickness of a film 1 deposited on a strip 2, the surface of which is UV photoemissive, for example a metallic strip, the strip being scrolled in the direction of the arrow.
L'installation peut être reliée à un dispositif de traitement de la bande (non représenté) qui peut être soit un dispositif de revêtement, comme par exemple un dispositif d'enduction de peinture, soit un dispositif de dégraissage. The installation can be connected to a tape treatment device (not shown) which can either be a coating device, such as for example a paint coating device, or a degreasing device.
L'installation comprend une tête de mesure à émission électronique par excitation UV 10 comportant une fenêtre 4 sur sa face inférieure qui est destinée à être mise en regard de la bande 2. La tête de mesure 10, connue en elle-même, comporte d'une part une lampe UV (non représentée) qui Illumine la bande 2, au travers de la fenêtre 4, avec une lumière UV dont la longueur d'onde est adaptée pour que la bande 2 émette des électrons, et d'autre part un capteur (non représenté) qui collecte, au travers de la fenêtre 4, les électrons émis par la bande 2 et en mesure l'intensité. The installation comprises a measurement head with electronic emission by UV excitation 10 comprising a window 4 on its underside which is intended to be placed opposite the strip 2. The measurement head 10, known in itself, comprises d on the one hand a UV lamp (not shown) which illuminates the band 2, through the window 4, with UV light whose wavelength is adapted so that the band 2 emits electrons, and on the other hand a sensor (not shown) which collects, through window 4, the electrons emitted by band 2 and measures their intensity.
La face inférieure de la tête de mesure 10 est disposée au dessus de la bande en défilement et est séparée de la bande par une couche gazeuse Comme représenté à la figure 1, on dispose la tête de mesure 10 de The underside of the measuring head 10 is disposed above the moving strip and is separated from the strip by a gaseous layer As shown in FIG. 1, the measuring head 10 is arranged
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préférence au-dessus de la bande 2 en appui sur un rouleau support 3 On évite ainsi les flottements de la bande 2, pouvant intervenir lors du défilement, qui risquent de gêner les mesures. preferably above the strip 2 resting on a support roller 3 This avoids the floating of the strip 2, which can occur during scrolling, which may interfere with the measurements.
Les inventeurs ont mis en évidence que pour rendre possibles les mesures par photoémission UV de l'épaisseur de films minces 1 déposés sur des bandes 2 à surface photoémissive UV en défilement, il convient d'une part de créer un écoulement de la couche gazeuse de la zone d'émission des UV et de collecte des électrons par la tête de mesure 10, c'est à dire de la zone de mesure 11 de l'intensité de l'émission des électrons, et d'autre part de maintenir la bande 2 et la tête de mesure 10 à une distance constante. The inventors have demonstrated that to make possible the measurements by UV photoemission of the thickness of thin films 1 deposited on strips 2 with a UV photoemissive surface in movement, it is firstly necessary to create a flow of the gaseous layer of the UV emission and electron collection zone by the measurement head 10, that is to say the measurement zone 11 of the intensity of the electron emission, and on the other hand to maintain the strip 2 and the measuring head 10 at a constant distance.
A cet effet, l'installation comprend en outre des moyens pour créer un écoulement de la couche gazeuse de la zone compnse entre la tête de mesure 10 et la bande 2, et des moyens pour maintenir la tête de mesure 10 et la bande 2 à une distance constante. To this end, the installation further comprises means for creating a flow of the gaseous layer of the zone between the measuring head 10 and the strip 2, and means for maintaining the measuring head 10 and the strip 2 at a constant distance.
Les moyens pour créer un écoulement de la couche gazeuse de la zone comprise entre la tête de mesure 10 et la bande 2 comportent un dispositif de soufflage d'une lame de gaz comprenant au moins une buse 5 soufflant un gaz, disposé parallèlement à la tête de mesure 10. The means for creating a flow of the gaseous layer from the zone between the measuring head 10 and the strip 2 comprise a device for blowing a gas blade comprising at least one nozzle 5 blowing a gas, arranged parallel to the head measuring 10.
L'au moins une buse 5 souffle une lame de gaz dans le sens de défilement de la bande 2 de manière à engendrer un écoulement laminaire de la couche gazeuse comprise entre la tête de mesure 10 et la bande 2 en défilement. On implante l'au moins une buse 5 en amont de la zone de mesure 11, et on l'adapte de manière à créer un écoulement de la couche gazeuse de la zone de mesure 11 selon toute la largeur de la bande 2. A cet effet, dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 2, le dispositif de soufflage comprend quatre buses 5 dimensionnées pour assurer un écoulement optimum du gaz. The at least one nozzle 5 blows a gas plate in the direction of travel of the strip 2 so as to generate a laminar flow of the gaseous layer between the measuring head 10 and the strip 2 in travel. The at least one nozzle 5 is implanted upstream of the measurement zone 11, and it is adapted so as to create a flow of the gaseous layer of the measurement zone 11 along the entire width of the strip 2. At this Indeed, in the embodiment shown in Figure 2, the blowing device comprises four nozzles 5 sized to ensure optimum flow of gas.
La pression relative du gaz soufflé est comprise entre 0,2 et 1 bar, de préférence entre 0,3 et 0,6 bar On entend par pression relative, la pression mesurée par rapport à la pression atmosphérique
En créant un écoulement gazeux en légère surpression dans la zone de mesure, les inventeurs ont observé que les mesures d'intensité de l'émission des électrons ne sont perturbées ni par la vitesse de la bande 2 en défilement, The relative pressure of the blown gas is between 0.2 and 1 bar, preferably between 0.3 and 0.6 bar. Relative pressure means the pressure measured relative to atmospheric pressure
By creating a gas flow under slight overpressure in the measurement zone, the inventors observed that the intensity measurements of the emission of the electrons are neither disturbed nor by the speed of the strip 2 in movement,
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ni par les inévitables courants d'air environnant l'installation de mesure en ligne
Si la pression relative du gaz soufflé est inférieure à 0,2 bar, les turbulences à l'intérieur de la couche gazeuse de la zone de mesure sont trop importantes et les mesures réalisées sont affectées par la vitesse de la bande 2. nor by the inevitable drafts surrounding the online measurement installation
If the relative pressure of the blown gas is less than 0.2 bar, the turbulence inside the gas layer of the measurement zone is too great and the measurements carried out are affected by the speed of the strip 2.
Si la pression relative du gaz soufflé est supérieure à 1 bar, les signaux représentatifs de l'intensité de l'émission des électrons collectés par le capteur sont trop faibles pour que des écarts d'épaisseur du film puissent être mesurés de manière fiable
Le gaz soufflé est de préférence de l'air ou de l'azote. If the relative pressure of the blown gas is greater than 1 bar, the signals representative of the intensity of the emission of the electrons collected by the sensor are too weak for differences in film thickness to be measured reliably
The blown gas is preferably air or nitrogen.
Les figures 3,4 et 5 ont pour but d'illustrer l'influence de la vitesse de défilement d'un substrat à surface photoémissive UV sur la mesure par photoémission UV de l'épaisseur d'un film mince déposé sur ce substrat, selon qu'on crée un écoulement de la couche gazeuse de la zone de mesure ou pas. FIGS. 3,4 and 5 are intended to illustrate the influence of the running speed of a substrate with a UV photoemissive surface on the measurement by UV photoemission of the thickness of a thin film deposited on this substrate, according to whether or not a flow of the gas layer from the measurement area is created.
Ces figures représentent l'évolution au cours du temps (exprimé en h : mn) de l'intensité des électrons émis par une bande d'acier revêtue d'un film mince d'huile dont le grammage est de 20 mg/m2, lorsqu'on illumine la bande avec un rayonnement UV dont la longueur d'onde est de l'ordre de 200 nm, et lorsqu'on fait varier la vitesse de défilement de la bande de 0 à 600 m/mn. La distance entre la bande et la tête de mesure est de 3 mm L'intensité de l'émission des électrons (exprimée en unité arbitraire u. a., et notée simplement intensité des électrons) est représentée par la courbe A, et la vitesse de défilement de la bande (exprimée en m/mn) est représentée par la courbe B. These figures represent the evolution over time (expressed in h: min) of the intensity of the electrons emitted by a steel strip coated with a thin film of oil whose grammage is 20 mg / m2, when 'the strip is illuminated with UV radiation whose wavelength is of the order of 200 nm, and when the running speed of the strip is varied from 0 to 600 m / min. The distance between the strip and the measuring head is 3 mm The intensity of the emission of electrons (expressed in arbitrary unit ua, and simply denoted intensity of the electrons) is represented by the curve A, and the speed of travel of the band (expressed in m / min) is represented by curve B.
Quand on ne crée pas d'écoulement de la couche gazeuse de la zone de mesure (figure 3), la mesure de l'intensité de l'émission des électrons émis réalisée par le capteur est largement influencée par la vitesse de défilement de la bande. L'influence de la vitesse de défilement de la bande se fait encore sentir sur la mesure de l'intensité de l'émission des électrons quand on crée un faible écoulement de la couche gazeuse la zone de mesure avec un flux d'air à 0,1 bar (figure 4) En revanche la mesure de l'intensité de l'émission des électrons reste constante, voisine de 750 u. a, quand on crée un écoulement When there is no flow of the gaseous layer of the measurement zone (FIG. 3), the measurement of the intensity of the emission of the emitted electrons carried out by the sensor is largely influenced by the speed of movement of the strip. . The influence of the tape running speed is still felt on the measurement of the intensity of the emission of electrons when a weak flow of the gaseous layer is created the measurement area with an air flow at 0 , 1 bar (Figure 4) On the other hand, the measurement of the intensity of the electron emission remains constant, close to 750 u. a, when we create a flow
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de la couche gazeuse de la zone de mesure avec un flux d'air à 0,3 bar (figure 5). of the gaseous layer of the measurement area with an air flow at 0.3 bar (Figure 5).
Les moyens pour maintenir une distance constante entre la tête de mesure 10 et la bande 2 comprennent au moins deux détecteurs de distance 6. The means for maintaining a constant distance between the measuring head 10 and the strip 2 comprise at least two distance detectors 6.
Les mesures réalisées par les détecteurs 6 sont de préférence des mesures de distance sans contact pour ne pas gêner le déplacement de la bande 2, et par exemple des détecteurs à courant de Foucault ou des détecteurs optiques. The measurements made by the detectors 6 are preferably non-contact distance measurements so as not to hinder the movement of the strip 2, and for example eddy current detectors or optical detectors.
Comme représenté à la figure 2, les détecteurs de distance 6 sont de préférence placés de part et d'autre de la tête de mesure 10, de manière à assurer le parallélisme de la tête de mesure 10 par rapport à la bande 2. As shown in FIG. 2, the distance detectors 6 are preferably placed on either side of the measuring head 10, so as to ensure the parallelism of the measuring head 10 with respect to the strip 2.
La distance entre la tête de mesure 10 et la bande 2 est comprise entre 1 et 7 mm, de préférence entre 2 et 4 mm
Au-dessus de 7 mm, le signal obtenu par le capteur est trop faible pour pouvoir être mesuré avec une précision suffisante. The distance between the measuring head 10 and the strip 2 is between 1 and 7 mm, preferably between 2 and 4 mm
Above 7 mm, the signal obtained by the sensor is too weak to be able to be measured with sufficient accuracy.
La figure 6 a pour but d'illustrer l'influence de la distance (expnmée en mm) entre la tête de mesure et la bande revêtue sur la mesure de l'intensité de l'émission des électrons par le capteur. The purpose of FIG. 6 is to illustrate the influence of the distance (expressed in mm) between the measuring head and the coated strip on the measurement of the intensity of the emission of electrons by the sensor.
A cet effet, on fait défiler une bande d'acier revêtue d'un film d'huile dont le grammage est de 20 mg/m2 à une vitesse de 400 m/mn. On crée un écoulement de la couche gazeuse de la zone de mesure avec un flux d'air à 0,3 bar, et on fait varier la distance entre la bande et la tête de mesure
Ainsi, on constate que la mesure de l'intensité de l'émission des électrons est relativement constante quand la distance entre la tête de mesure et la bande est comprise entre 2 et 4 mm. To this end, a steel strip coated with an oil film is passed, the grammage of which is 20 mg / m2 at a speed of 400 m / min. A flow of the gaseous layer of the measurement zone is created with an air flow at 0.3 bar, and the distance between the tape and the measurement head is varied
Thus, it can be seen that the measurement of the intensity of the emission of the electrons is relatively constant when the distance between the measuring head and the strip is between 2 and 4 mm.
Avec ce procédé, la mesure de l'épaisseur du film étant non destructive, la productivité de la ligne n'est pas ralentie
La description qui vient d'être donnée n'est nullement limitative. With this process, the measurement of the film thickness being non-destructive, the productivity of the line is not slowed down
The description which has just been given is in no way limiting.
Ainsi, on pourra par exemple mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour mesurer de façon simultanée ou non l'épaisseur de films identiques ou différents revêtant chacun une des faces d'une bande en défilement en disposant une première tête de mesure à émission électronique Thus, it is possible, for example, to implement the method according to the invention for measuring simultaneously or not simultaneously the thickness of identical or different films each coating one of the faces of a moving strip by arranging a first emission measuring head. electronic
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par excitation UV au-dessus d'une face de la bande, et une deuxième tête de mesure au-dessus de l'autre face de la bande. by UV excitation above one side of the strip, and a second measuring head above the other side of the strip.
On pourra également contrôler l'homogénéité du film sur la largeur de la bande soit à partir de plusieurs têtes de mesure à émission électronique par excitation UV placées en centre et rive de la bande, soit à partir d'une seule tête de mesure associée à un chariot se déplaçant latéralement
En outre, la mesure en ligne, pour l'ensemble d'une bande, de l'épaisseur du film d'un composé pas ou faiblement photoémissif UV revêtant la bande permet de réguler en temps réel l'opération de revêtement en adaptant la quantité de composé déposée sur la bande. It is also possible to check the homogeneity of the film over the width of the strip, either from several measuring heads with electronic emission by UV excitation placed in the center and edge of the strip, or from a single measuring head associated with a carriage moving laterally
In addition, the online measurement, for the whole of a strip, of the film thickness of a UV or weakly photoemissive compound coating the strip makes it possible to regulate the coating operation in real time by adjusting the quantity of compound deposited on the strip.
A cet effet, le capteur est équipé de moyens de transmission de données qui envoient le signal de mesure des électrons collectés par le capteur à un régulateur équipant le dispositif de revêtement. To this end, the sensor is equipped with data transmission means which send the measurement signal of the electrons collected by the sensor to a regulator fitted to the coating device.
En cas de dérive de l'épaisseur du film, le régulateur agit sur la quantité de composé à déposer sur la bande en délivrant plus ou moins de composé selon l'écart entre la valeur du signal reçu par le capteur et une consigne
L'utilisation d'une telle installation permet donc d'obtenir une bande revêtue d'un film dont l'épaisseur est constante en tout point de la bande.In the event of a film thickness drift, the regulator acts on the quantity of compound to be deposited on the strip by delivering more or less compound according to the difference between the value of the signal received by the sensor and a setpoint.
The use of such an installation therefore makes it possible to obtain a strip coated with a film the thickness of which is constant at all points of the strip.
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| FR0202748A FR2836992A1 (en) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | Measurement of the thickness of a thin film deposited on a tape with a surface that emits electrons in response to UV excitation, whereby the electron current intensity is measured and compared to calibration values |
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| FR2836992A1 true FR2836992A1 (en) | 2003-09-12 |
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| FR0202748A Pending FR2836992A1 (en) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | Measurement of the thickness of a thin film deposited on a tape with a surface that emits electrons in response to UV excitation, whereby the electron current intensity is measured and compared to calibration values |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2836992A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-03-05 FR FR0202748A patent/FR2836992A1/en active Pending
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